Chen Xuelei丨Lauschen Sie den „natürlichen Klängen“ des Universums und erforschen Sie das Geheimnis der dunklen Materie

„Musik der Natur“ ist eine Art Rhythmus des Universums.

Wir wollen den Klang des Urknalls aufspüren.

Verwenden Sie es dann, um zu verstehen, was dunkle Energie ist.

Chen Xuelei, Forscher an den Nationalen Astronomischen Observatorien der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, Chefwissenschaftler der Forschungsgruppe für kosmische Dunkle Materie und Dunkle Energie

Gezhi Lundao Ausgabe 22 | 25. November 2017, Peking

Wie begann das Universum? Manche Freunde sagen, das Universum habe mit einem Urknall begonnen.

Dies war eine kühne Vermutung einiger Wissenschaftler im letzten Jahrhundert, und diese Theorie wurde später durch Beobachtungen bestätigt.

Wie sieht die Zukunft des Universums aus?

Hat das Universum, da es mit dem Urknall begann, ein Ende? Wie sieht die Zukunft aus?

Tatsächlich machten die Wissenschaftler, die die Urknalltheorie aufstellten, auch einige Vorhersagen. Sie gingen davon aus, dass das Universum voller verschiedener Substanzen sei, und nutzten dann Einsteins allgemeine Relativitätstheorie, um das Schicksal des Universums vorherzusagen.

Sie können sehen, dass das Bild links den Vorgang des Urknalls zeigt, während das Bild rechts die Vorhersage für die Zukunft zeigt.

Nach dem Urknall dehnte sich das Universum aus. Aufgrund der Gravitationskraft der Materie wird sich die Expansion allmählich verlangsamen. Was wird passieren, wenn es langsamer wird?

Dies hängt von der Beziehung zwischen der darin enthaltenen Materiemenge und der anfänglichen Expansionsgeschwindigkeit ab.

Wenn die Expansionsgeschwindigkeit zu Beginn nicht so hoch ist und viel Materie vorhanden ist, dann ist die Folge, dass die Expansion nach einer gewissen Expansion langsam nachlässt und schließlich, wenn sie eine gewisse Verlangsamung erreicht hat, die Expansion sehr wahrscheinlich aufhört. Dann beginnt es wieder zu schrumpfen und gerät nach einer gewissen Schrumpfung schließlich in den Zustand des „großen Zusammenbruchs“.

Wie wird das Universum nach dem Big Crunch aussehen? Das wissen wir noch nicht, denn zu diesem Zeitpunkt werden die gesamte Energie und Dichte zu hoch sein, um mit den aktuellen Theorien beschrieben zu werden.

Wenn sich das Universum zu Beginn schneller ausdehnt und nicht so viel Materie vorhanden ist, wird dies die Ausdehnung des Universums verlangsamen. Allerdings reicht die Verzögerung möglicherweise nicht aus, um sie zu stoppen, sodass sich das Universum weiter ausdehnt.

Das sind die beiden Bilder auf der rechten Seite dieses Bildes – es dehnt sich weiter aus, aber die Verlangsamung ist möglicherweise nicht so offensichtlich.

Das ist Vergangenheit. Ist das die Vorstellung, die jeder von der Zukunft des Universums hat? Welche dieser Situationen ist richtig?

Die beschleunigte Expansion des Universums

Abgeschlossen: 10 %

In den 1980er Jahren versuchten einige Wissenschaftler, dieses Problem zu lösen, aber sie alle standen vor einer großen Schwierigkeit: Wie können wir feststellen, um welche Situation es sich handelt?

Die Methode besteht darin, die Geschwindigkeit zu messen, mit der sich das Universum zu verschiedenen Zeiten ausdehnt.

Das Bild links zeigt eine im Alltag sehr verbreitete Methode zur Geschwindigkeitsmessung.

In der Kosmologie ist die Situation etwas anders, das Prinzip ist jedoch dasselbe: Man misst, wie schnell sich das Universum zu verschiedenen Zeiten ausdehnt, und beobachtet dann, wie sich seine Geschwindigkeit ändert.

Ein großes Problem in der Kosmologie besteht natürlich darin, dass wir nicht wissen, wie wir diese Entfernung messen sollen.

Seit der Antike ist es sehr schwierig, die Entfernungen zu Himmelskörpern zu verstehen.

In unserem Land gibt es beispielsweise eine berühmte Fabel. Es heißt, Konfuzius habe zwei Kinder getroffen, die darüber debattierten: Ist uns die Sonne morgens oder mittags näher?

Beide Kinder brachten einige sehr gute Argumente vor und Konfuzius konnte sich nicht entscheiden. Dies ist die sogenannte Geschichte von „Zwei Kindern, die sich um die Sonne streiten“.

Tatsächlich ist es nicht so einfach, die Entfernung eines Himmelskörpers zu messen, der uns relativ nahe ist, wie zum Beispiel die Sonne. Noch schwieriger ist es natürlich, die Entfernung weiter entfernter Himmelskörper zu messen. Aber Wissenschaftler haben einige Methoden entwickelt. Eine Möglichkeit besteht darin, die Entfernung mithilfe sogenannter „Standardkerzen“ zu messen.

Was ist Standardkerzenlicht?

Im 19. Jahrhundert erfand man zum Studium der Optik eine relativ standardisierte Kerze. Als diese Kerzen angezündet wurden, war die Helligkeit des Lichts gleich.

Wenn Sie die Kerze in unterschiedlichen Abständen platzieren, können Sie feststellen, dass sie umso schwächer erscheint, je weiter sie entfernt ist. Dies ist die Wirkung des normalen Kerzenlichts.

Das heißt, wir kennen seine absolute Lichthelligkeit und können messen, wie hell es erscheint. Durch den Vergleich der beiden können wir feststellen, wie weit der Himmelskörper entfernt ist.

Die Frage ist: Haben wir eine solche Kerze?

Wissenschaftler haben eine solche „Kerze“ gefunden, bei der es sich um eine Supernova vom Typ Ia handelt.

Was ist eine Supernova?

Es gibt einige dunkle und einige helle Sterne am Himmel. Die meisten der hellen Sterne sind näher am Sonnensystem. Manchmal explodieren diese Sterne plötzlich – normalerweise, weil sie das Ende ihrer Lebensdauer erreicht haben, weil ihr Kern kollabiert oder weil sie zusätzliche Materie ansammeln.

Im Jahr 1054, während der Song-Dynastie, entdeckten die Menschen plötzlich, dass am Tag ein Stern erschien. Es war sehr, sehr hell und konnte tagsüber deutlich gesehen werden.

Bei diesem Stern handelt es sich um die berühmte Supernova des Jahres 1054. Die von ihr hinterlassenen Explosionsspuren sind noch heute am Himmel zu sehen, es handelt sich um den sogenannten Krebsnebel.

In ihrer hellsten Phase kann die Explosion einer Supernova das Zehnmilliardenfache der Helligkeit der Sonne erreichen.

Auf der rechten Seite des Bildes oben können Sie sehen, dass eine Galaxie nach der Explosion einer Supernova sehr, sehr hell ist.

Obwohl er so hell ist, ist er aus kosmischer Entfernung immer noch schwer zu erkennen. Wir müssen solche Supernovas in sehr großer Entfernung finden.

Astronomen suchen am Sternenhimmel nach dieser Art von Supernova. Möglicherweise gibt es einen Ort, der etwas heller ist, und dieser helle Fleck ist tatsächlich eine Supernova.

Es gibt verschiedene Arten von Supernovas. Ein Supernova-Typ wird als Typ-Ia-Supernova bezeichnet. Nach einigen Korrekturen kann die Helligkeit als Standardkerze verwendet werden und zur Bestimmung von Entfernungen herangezogen werden.

Vor zwanzig Jahren machten zwei konkurrierende Wissenschaftlerteams eine erstaunliche Entdeckung.

Ursprünglich wollten sie messen, ob sich das Universum weiter ausdehnt oder ob seine Ausdehnung ab einem bestimmten Punkt langsamer wird und sich schließlich zusammenzieht. Sie kamen zu dem Schluss, dass keine der beiden Situationen zutraf.

Was haben sie gefunden?

Die Expansion des Universums beschleunigt sich und wird immer schneller.

Dieses Ergebnis sorgte weltweit für Aufsehen und einige der Wissenschaftler, die die größten Beiträge dazu leisteten, erhielten auch den Nobelpreis für Physik.

Die Magie der dunklen Energie

Abgeschlossen: 30 %

Dies bringt uns zu einer Frage: Warum dehnt sich das Universum immer schneller aus? Haben die Befürworter des Urknalls falsche Vorhersagen gemacht?

Wissenschaftler stellten verschiedene Theorien auf und kamen schließlich zu dem Schluss, dass das Universum möglicherweise eine große Menge dunkler Energie enthält.

Die gewöhnliche Materie, aus der das Universum besteht, macht heute nur noch etwa 5 % unseres Universums aus. Bei den restlichen 95 %, also mehr als 95 %, handelt es sich wahrscheinlich um Materie, die wir nicht kennen, und mehr als 20 % davon sind die sogenannte dunkle Materie.

Obwohl dunkle Materie kein Licht aussendet und wir sie nicht sehen können, können wir aufgrund ihrer Gravitationskraft darauf schließen, dass sie in großen Mengen in Galaxien oder Galaxienhaufen vorkommt und mehr als 20 Prozent des Universums ausmacht.

Seine Natur ist nicht schwer zu verstehen, schließlich erzeugt es die Schwerkraft.

Die Eigenschaften dieser dunklen Energie sind sehr seltsam. Seine Wirkung besteht in einer beschleunigten Expansion des Universums, was einer Art universeller Abstoßung gleichkommt. Es ist eine sehr magische Sache.

Aufgrund ihrer Magie haben wir ihr den Namen „Dunkle Energie“ gegeben, aber was genau ist das? Wir wissen es eigentlich nicht.

Mit der Entstehung der dunklen Energie wird sich das Schicksal des Universums grundlegend ändern. Das heißt, es expandiert nicht nur, sondern es expandiert auch immer schneller.

Was würde in einem solchen Universum passieren?

Das Bild oben zeigt eine Möglichkeit, nämlich dass es viele andere Galaxien um unsere aktuelle Galaxie herum gibt.

Doch wenn sich das Universum weiterhin so ausdehnt und dabei immer schneller wird, wird es immer weniger andere Galaxien geben, weil sie sich alle in weite Ferne ausdehnen werden.

Nach mehr als 90 Milliarden Jahren werden wir höchstwahrscheinlich allein hier zurückbleiben und keine Galaxien um uns herum sehen können.

Unser Universum könnte in ewiger Einsamkeit enden und für immer hier bleiben, aber das ist nur eine Möglichkeit.

Da wir nicht wissen, was dunkle Energie ist, gibt es andere Möglichkeiten.

Es ist möglich, dass die Menge der dunklen Energie zunimmt. Wenn es immer mehr davon gibt, ist es sehr wahrscheinlich, dass sich nicht nur andere Galaxien weit ausdehnen, sondern dass auch unsere eigene Galaxie auseinandergerissen wird. Sogar die Erde wird auseinandergerissen, und unsere Atome werden auseinandergerissen. Dies wird als „Big Rip“ bezeichnet und ist möglich.

Wie würde das Universum in diesem Fall aussehen? Wir wissen es wieder nicht.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass diese dunkle Energie derzeit die beschleunigte Expansion des Universums vorantreibt, aber vielleicht eines Tages in der Zukunft wiederum dazu führen wird, dass das Universum schrumpft. Auch das ist eine Möglichkeit.

All diese Möglichkeiten existieren also, und nur wenn wir das Rätsel der dunklen Energie des Universums lösen, können wir eine Antwort auf das Schicksal des Universums finden.

Wie lässt sich das Rätsel der dunklen Energie lösen?

Abgeschlossen: 40 %

Aber wie lässt sich dieses Rätsel lösen?

Zunächst einmal müssen wir eine sehr genaue Messung durchführen und diese den Leuten zur Verfügung stellen, die theoretische Forschung betreiben, damit sie diese analysieren können.

Tatsächlich gibt es viele Forscher, die sich mit dieser Theorie befassen. Derzeit gibt es Hunderte Theorien zur dunklen Energie, die alle einige theoretische Ausgangspunkte haben, für keine jedoch ausreichende Beweise vorweisen können. Um dieses Problem zu lösen, brauchen wir also Beobachtungen.

Aber reichen Supernova-Beobachtungen aus?

Tatsächlich haben viele Wissenschaftler diese Theorie in Frage gestellt und gesagt, dass eine Supernova eine normale Kerze sei und die gleiche Helligkeit habe, wenn sie explodiere. Es könne auch sein, dass die Helligkeit nicht dieselbe sei, aber nach der Korrektur könne man sie als dieselbe Helligkeit betrachten.

Möglicherweise ist unser Verständnis von Supernovas jedoch unvollständig und es gibt möglicherweise einige seltsame Supernovas, die dazu führen, dass wir sie missverstehen.

Gibt es eine solche Möglichkeit? Es besteht eine solche Möglichkeit.

Unser Ansatz besteht darin, es auf möglichst viele Arten zu messen. Eine Methode besteht darin, die beim Urknall entstehenden Schallwellenschwingungen zur Messung zu nutzen. Warum können Schallwellenschwingungen zur Messung dieser Sache verwendet werden?

Auf der linken Seite des obigen Bildes befindet sich ein Teich. Wenn Regentropfen auf den Teich fallen, entstehen viele kreisförmige Wellen auf dem Teich. Offensichtlich werden die Wellen durch die Regentropfen verursacht, die auf das Wasser treffen.

Wenn Sie genau hinsehen, können Sie erkennen, dass diese Wellen groß und klein sind. Warum gibt es groß und klein? Denn der Zeitpunkt, zu dem die Regentropfen fallen, ist ein anderer.

Wenn Sie jedoch einen Eimer Wasser auf den See schütten, werden Sie feststellen, dass das gesamte Wasser gleichzeitig auf das Wasser fällt und auch die Wellen, die es aufwirbelt, gleich sind. In diesem Fall sind alle Kreise gleich groß.

Würden diese gleich großen Kreise vermischt, wäre es für uns mit bloßem Auge schwierig, sie zu unterscheiden.

Wenn wir über eine mathematische Methode zur Analyse verfügen würden, könnten wir immer noch sehen, wie stark sich diese Ringe ausgedehnt haben.

Mit dieser Methode stellen wir ein neues Lineal zur Verfügung, das als „Standardlineal“ für kosmische Entfernungen zur Messung des Universums dient. Dies ist eine weitere Möglichkeit zur Entfernungsmessung, mit der sich testen oder sogar genauer messen lässt, was dunkle Energie ist.

Sie fragen sich vielleicht, was „Wasser“ in unserem Universum ist?

Wasser ist in diesem Fall die Verteilung von Galaxien.

Im obigen Bild entspricht es dem Bild, das wir in der Mitte stehen und in die Ferne um uns herum blicken. Es gibt im Universum eine große Anzahl von Galaxien. Jeder Punkt im Bild, egal ob orange oder grün, stellt tatsächlich eine Galaxie dar.

Wenn Sie sich die Verteilung dieser Galaxien genauer ansehen, werden Sie feststellen, dass sie tatsächlich unregelmäßig ist. Aber es scheint eine Art von Regeln zu implizieren, das heißt, es sieht aus wie eine Art faserige Struktur, aber wir können nichts Besonderes daran erkennen.

Wenn Sie es in verschiedene Wellenlängen aufschlüsseln, werden Sie feststellen, dass es insgesamt, in größerem Maßstab (auf der linken Seite des obigen Bildes), höher ist; in kleinerem Maßstab (auf der rechten Seite des obigen Bildes) wird es sinken.

Beim Abstieg zeigte es einige Anzeichen von Schwingungen.

Wenn ich diesen ganzen absteigenden Teil entferne, können Sie sehen, dass in dem kleinen Einschub in der Mitte eine gewisse Schwingung auftritt.

Das Ausmaß dieser Schwingung verrät uns die verschiedenen Entfernungsskalen des Universums. Damit können wir die Entfernung des Universums und seine Ausdehnung verstehen.

Mit dieser Methode wurde die obige Abbildung erstellt, in der die graue Linie die ursprünglichen Beobachtungen mit Supernovas und die blaue Linie die mit dieser Methode gemessenen Beobachtungen darstellt.

Sie werden feststellen, dass die blauen Linien alle über den grauen liegen. Dies sind Beobachtungen von vor einigen Jahren und die Daten ändern sich ständig.

Allerdings stimmen die Entfernungen von Supernovas und die mit dieser Schallwellenschwingungsmethode gemessenen Entfernungen nicht völlig überein.

Ist diese Inkonsistenz lediglich auf Fehler zurückzuführen oder steckt dahinter eine tiefere Bedeutung?

Wir verstehen es noch nicht und es bedarf genauerer Beobachtungen.

Die internationale Gemeinschaft betrachtet die dunkle Energie derzeit als ein sehr wichtiges wissenschaftliches Thema und es gibt viele Experimente zu ihrer Messung.

Hierzu zählen Satelliten, die in der Zukunft gestartet werden, wie etwa der Satellit Euclid und der Satellit WFIRST, sowie die Aufrüstung einiger großer erdgebundener Teleskope für Beobachtungen. Die meisten dieser Beobachtungen finden jedoch im optischen Band statt.

Auch hierdurch entsteht ein Problem. Wir können dunkle Energie nicht sehen und alle unsere Beobachtungen basieren auf vielen Annahmen.

Da optische Beobachtungen dieselben Sterne zeigen, könnte es sein, dass es einige Effekte gibt, die wir nicht verstehen und die uns täuschen?

Eine andere Perspektive bieten Radiobeobachtungen, auch Radiobeobachtungen genannt.

Das Bild oben zeigt eine Galaxie, wie sie optisch gesehen wird (links), und dieselbe Galaxie, wie sie mit Radiowellen gesehen wird (rechts).

Was können wir im Radioband bzw. Funkband sehen?

Tatsächlich ist Wasserstoff das am häufigsten vorkommende Element im Universum – nicht in dunkler Materie und dunkler Energie – sondern in gewöhnlicher Materie, da Wasserstoff beim Urknall entstanden ist.

Dieses Wasserstoffelement erzeugt Strahlung mit einer Wellenlänge von 21 cm. Bei der Wellenlänge von 21 cm handelt es sich tatsächlich um eine Art Mikrowelle, und diese Mikrowellenstrahlung kann nachgewiesen werden.

Misst man die Intensität dieser Strahlung, kann man sehen, wie der neutrale Wasserstoff bzw. die Wasserstoffatome in der Galaxie verteilt sind.

Hier zeigen wir ein Wasserstoffatom in einer Galaxie und hoffen, eine neue Methode vorschlagen zu können, nämlich die Mikrowellen- oder Radiomethode, um solche Beobachtungen durchzuführen.

Natürlich ist auch diese Beobachtung sehr schwierig. Das Bild links zeigt das Arecibo-Teleskop in den USA. Es hat eine Apertur von 300 Metern und ist seit Jahrzehnten das Radioteleskop Nummer eins weltweit.

Im rechten Bild können Sie sehen, dass es viele blaue Punkte gibt, die optische Beobachtungen darstellen, und rote Punkte, die Radiobeobachtungen darstellen.

Sie werden feststellen, dass es weniger rote Punkte gibt und die Entfernung nicht sehr groß ist. Tatsächlich bedeutet dies, dass seine Empfindlichkeit immer noch schlechter ist als die der Optik.

Können wir mit einem besseren Teleskop weiter sehen? Unser Land hat das weltweit größte Einspiegelteleskop, FAST, gebaut.

Herr Nan Rendong, der Designer von FAST, ist verstorben.

Im Jahr 2006 schlug Herr Nan Rendong die Entwicklung von FAST vor und regte auch an, FAST für kosmologische Forschungen zu nutzen.

Obwohl die Empfindlichkeit von FAST verbessert wurde, ist die Betrachtungsdistanz immer noch begrenzt. Darüber hinaus ist FAST trotz seiner großen Größe bei der Betrachtung von Galaxien noch immer nicht sehr klar. Wird es irgendwelche Auswirkungen haben, wenn es nicht ganz klar ist?

Später habe ich sorgfältig darüber nachgedacht und festgestellt, dass das Problem nicht ernst war.

Jeder Punkt im obigen Bild stellt eine Galaxie dar. Wenn wir die gesamte Galaxie betrachten und unsere Auflösung nicht ausreicht, können wir einzelne Galaxien nicht erkennen. Sie sind alle miteinander vermischt, was zu dem unten stehenden Bild führt.

Obwohl wir einzelne Galaxien nicht sehen können, können wir erkennen, wie sie als Ganzes verteilt sind. Mit dieser Methode lässt sich die Empfindlichkeit noch weiter steigern und es wird uns möglich, noch weiter entfernte Universen zu sehen.

Darüber hinaus könnte zusätzlich zu der Forschung, die FAST selbst in diesem Bereich durchführen kann, durch die Entwicklung spezieller Teleskope eine bessere Erkennung zu geringeren Kosten erreicht werden.

Lauschen Sie dem Rhythmus des Universums

Abgeschlossen: 60 %

Dies führte zum Vorschlag des „Tianlai-Projekts“.

Zu dieser Zeit hatten auch viele Menschen im Ausland die gleiche Idee und so gründeten wir die „Tianlai Alliance“.

Das Wort „himmlische Klänge“ stammt von Zhuangzi, der in „Über die Gleichheit der Dinge“ „die Klänge des Himmels, der Erde und des Menschen“ erwähnte. „Der Klang der Erde“ ist wie das Geräusch des Windes, der durch das Tal weht. „Menschliche Musik“ klingt wie der Klang von Menschen, die Musikinstrumente spielen.

Wie klingt die Natur?

„Der Klang der Natur“ ist ein Rhythmus des Universums. Wir möchten den Klang des Urknalls aufspüren und ihn nutzen, um zu verstehen, was dunkle Energie ist.

Bisher gibt es weltweit viele Experimente, die versuchen, neutralen Wasserstoff über kosmische Entfernungen hinweg zu erzeugen, aber niemandem ist es bisher gelungen.

Warum?

Denn wenn Sie den neutralen Wasserstoff im fernen Universum betrachten, können Sie am Ende des Bildes links von uns das vom neutralen Wasserstoff erzeugte Signal sehen.

Davor überlagert ist ein sehr starkes helles Licht, welches aus der Milchstraße kommt, im Bild rechts ist der Vordergrund der Milchstraße zu sehen. Die Vordergrundstrahlung der Milchstraße ist etwa 100.000 Mal stärker als das 21-Zentimeter-Signal.

Wenn wir also dieses 21-cm-Signal sehen möchten, ist es so, als ob wir tagsüber Sterne sehen möchten. Der Stern ist da, wird aber durch das von der Atmosphäre gestreute Sonnenlicht übertönt.

Dieses muss mit sehr aufwändigen Mitteln reduziert werden, bevor das Signal sichtbar wird. Kann es also reduziert werden?

Glücklicherweise gibt uns die Natur noch eine Chance.

Denn die von der Milchstraße erzeugte Synchrotronstrahlung oder Vordergrundstrahlung hat ein sehr gleichmäßiges Spektrum. Es sieht sehr glatt aus, wie eine gerade Linie oder eine leicht gekrümmte, glatte Kurve. Nach Abzug dieser Größe wird die Verteilung der Wasserstoffatome sichtbar, die eine Änderung der Strahlungsintensität von 21 cm bewirkt.

Im Prinzip ist dies also möglich, erfordert aber sehr hochentwickelte Instrumente und eine komplexe Datenverarbeitung.

Nachdem wir 2012 Unterstützung für das Projekt erhalten hatten, begannen wir mit entsprechenden Forschungen und errichteten kleine Antennen in Xinglong und der Inneren Mongolei, um Experimente in diesem Bereich durchzuführen.

Wir müssen auch den besten Standort auswählen, da die von der Astronomie erzeugten Radiosignale sehr schwach sind, während bodengestützte Geräte wie Radar, Fernsehen und Mobiltelefone starke Störsignale erzeugen, und wir müssen diese Störsignale vermeiden.

Wie können wir den Ort mit dem geringsten Störsignal finden?

Natürlich gilt: Je geringer die Bevölkerungszahl, desto schwächer ist die Signalerzeugung. Am besten wäre es, wenn es in der Nähe ein paar Berge gäbe, die es blockieren.

Wenn wir jedoch in ein unbewohntes Gebiet oder auf eine Insel gehen, gibt es auch hier ein Problem, nämlich dass wir weiterhin für Elektrizität, Kommunikation, Straßen usw. sorgen müssen. Dies ist ein umfassendes Problem.

Wir haben eine große Anzahl von Standorten im ganzen Land ausgewählt und mehr als hundert Orte besucht. Wie Sie der Standortverteilung entnehmen können, befinden sich viele davon in der Inneren Mongolei.

Ursprünglich wollten wir in der Inneren Mongolei danach suchen, da diese Gegend sehr nah an Peking liegt und wir daher leichter Experimente durchführen können.

Doch leider stellten wir später fest, dass die Innere Mongolei zwar dünn besiedelt ist, das Gelände jedoch zu flach ist und endlose Graslandschaften aufweist, die eine Übertragung von Radiowellen zulassen, sodass die Störungen immer noch sehr stark sind.

Dieses Bild zeigt die Umgebung des FAST-Teleskops. Wir haben auch die Standortauswahl durchgeführt. Sie können sehen, dass es sich bei den grünen Flächen um kleine flache Bereiche handelt, die wir mithilfe von Fernerkundungskarten gefunden haben.

Darüber hinaus haben wir auch viele Orte in Qinghai, Tibet und Xinjiang ausgewählt.

Die Reise zu diesen Orten war für uns sehr anstrengend, aber auch sehr interessant, und wir haben viele Situationen gesehen, die man in normalen Zeiten nicht so leicht wahrnehmen kann.

Wir haben den Bau von FAST in Pingtang, Guizhou, schließlich aufgegeben, weil der Berg dort sehr steil, extrem steil ist.

Wir können mit unserer Ausrüstung hineingehen und das Gelände ist eben, aber für Fahrzeuge ist es schwieriger, den Berg zu überqueren und wir müssen den Berg sprengen und eine Straße bauen.

Dies ist für ein großes Teleskop wie FAST möglich, aber für die kleinen Experimente, die wir am Anfang durchgeführt haben, waren die Kosten zu hoch und der Zyklus zu lang, also haben wir aufgegeben.

Schließlich reisten wir nach Xinjiang und besuchten Dutzende von Orten in Xinjiang.

Dies ist der letzte Ort, den wir gefunden haben, Barkol in Xinjiang. Sie liegt im östlichen Teil von Xinjiang und ist eine kleine Stadt an der Seidenstraße.

Wenn Sie die Möglichkeit haben, können Sie vorbeikommen und einen Blick darauf werfen. Es ist sehr schön. Neben der Stadt liegen schneebedeckte Berge und es gibt auch „Leuchttürme“ aus der Han- und Tang-Dynastie. Die Bedingungen an diesem Ort sind sehr hart, aber das Gute ist, dass er tatsächlich dünn besiedelt ist.

Der Bahnhof, für den wir uns schließlich entschieden haben, liegt 160 Kilometer von der gerade erwähnten Kleinstadt entfernt. Es sind nur sehr wenige Menschen dort und gelegentlich begegnen wir einigen Hirten, Kamelen und Schafen.

Die Bauarbeiten wurden von uns vor Ort durchgeführt und viele Kollegen und Mitschüler haben sich während des Bauprozesses sehr angestrengt.

Das Bild zeigt uns bei der Installation der Antenne. Wenn es im Winter schneit, ist diese Arbeit ebenfalls schwierig durchzuführen. Damals gingen einige unserer Kollegen mehrere Kilometer zu Fuß, um diesen Ort zu erreichen und Wartungs- und Testarbeiten durchzuführen.

Der Typ unten rechts, der wie ein Wanderarbeiter aussieht, ist der assoziierte Forscher Wu Fengquan aus unserer Gruppe. Er hat viele Artikel geschrieben. Gleichzeitig ist er ein Alleskönner. Er kann einen Bulldozer fahren, einen Bulldozer reparieren und verschiedene Dinge für uns bauen.

Da es damals sehr schwierig war, hineinzugehen und Reparaturen durchzuführen, brachte er ein paar Naan-Brot mit. Im Sommer gab es auf unserem Hof ​​einige wilde Sandzwiebeln. Er pflückte ein paar, wusch sie mit Wasser und aß sie mit Naan.

Ich freue mich sehr, dass unsere Kollegen und Mitschüler nicht nur auf ihre eigenen Anstrengungen geachtet, sondern gemeinsam daran gearbeitet haben, dies aufzubauen.

Dies ist das Teleskop-Array, das wir jetzt gebaut haben – das Tianlai-Array.

Die kreisförmigen vorderen werden als scheibenförmige Arrays bezeichnet, die hinteren als zylindrische Arrays.

Angesichts dieser beiden Formationsarten fragen Sie sich vielleicht, warum wir zwei Arten erstellen müssen? Tatsächlich gibt es derzeit eine Debatte darüber, welches mehr Vorteile hat. Wir lernen durch Vergleiche.

Dies ist ein weiteres Foto des Spaltenarrays.

Dies ist unser Bahnhofsgebäude. Im Winter ist es dort ziemlich kalt.

Letztes Jahr gelang uns die erste Lichtbeobachtung.

Wie Sie sehen können, ist die Himmelskarte auf der rechten Seite das, was wir mithilfe von Beobachtungen im ersten Licht erstellt haben, und die Himmelskarte auf der linken Seite entspricht der Himmelskarte, die zuvor von anderen Teleskopen gemessen wurde. Da wir derzeit nur einen Vortest durchführen, handelt es sich hier noch um ein sehr unempfindliches Ergebnis.

Sie werden sehen, dass einige der Dinge auf der linken Himmelskarte auch auf der rechten Seite zu sehen sind, es gibt aber auch einige Dinge auf der rechten Seite, die nicht auf der linken Seite sind.

Einige davon werden durch bewegte Quellen wie die Sonne verursacht, andere sind lediglich Illusionen in den vorläufigen Ergebnissen, die durch weitere mathematische Verarbeitung entfernt werden können.

Unser nächster Schritt besteht darin, zu untersuchen, wie wir es verarbeiten und ein besseres Bild erhalten.

Wenn uns das letztendlich gelingt, müssen wir dieses Array erweitern, um die gesamte Beobachtung durchführen zu können.

Bei Erfolg hätten wir sehr gute Einschränkungen für Modelle der Dunklen Energie und könnten vielleicht sogar feststellen, ob sich die Dunkle Energie mit der Ausdehnung des Universums verändert.

Warum müssen wir das Tianlai-Experiment durchführen?

Tatsächlich ist dieses Experiment umstritten und viele Leute stimmen meiner Ansicht vielleicht nicht ganz zu, aber warum sollte ich dieses Experiment durchführen? Können Sie weitere Artikel veröffentlichen?

Eigentlich nicht, denn bei theoretischer Arbeit konnte ich mit dem bloßen Kopf schnell eine Arbeit verfassen, bei experimenteller Arbeit musste ich dafür jedoch viel Zeit aufwenden.

Ist es einfacher, Ergebnisse zu erzielen?

Natürlich nicht. Tatsächlich war diese Arbeit weltweit bisher nicht von Erfolg gekrönt und alle forschen noch daran.

Ist der Erfolg garantiert?

Wir können dies nicht garantieren, da einige 21-Zentimeter-Experimente seit mehr als zehn Jahren durchgeführt werden und es noch immer keine Ergebnisse gibt.

Wir versuchen dies jetzt und wissen nicht, wann wir Erfolg haben werden. Aber warum sollte ich es tun?

Weil ich das große Glück habe, dass es mir die Möglichkeit gibt, das Universum zu erkunden und neue Dinge zu entdecken.

Vor 2015 sahen die Menschen zum ersten Mal Gravitationswellen, die die Welt schockierten.

Nachdem die Gravitationswellen jedoch vorgeschlagen worden waren, dauerte es fast hundert Jahre, bis weitere Versuche unternommen wurden.

Bereits in den 1960er Jahren begann man mit der Durchführung von Experimenten und erst jetzt, nach Jahrzehnten und Versuchen vieler Generationen, ist es endlich gelungen, einen solchen Nachweis zu erbringen.

Eigentlich dachte ich früher, dass unser Experiment sehr wahrscheinlich erfolgreich sein würde, bevor es Gravitationswellen gab, aber jetzt waren die Gravitationswellen erfolgreich, und wir haben es noch nicht geschafft. Ich glaube jedoch, dass es auch uns früher oder später gelingen wird!

- ENDE -

Die Artikel und Reden geben lediglich die Ansichten des Autors wieder und stellen nicht die Position des Gezhi Lundao Forums dar.